RU2115960C1

RU2115960C1 - Noise suppression device

Info

Publication number: RU2115960C1
Application number: RU96107946A
Authority: RU
Inventors: Соломон Давидович Осятинский
Original assignee: Соломон Давидович Осятинский
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: acoustics. SUBSTANCE: device has microphone, electric signal amplifier, at least one oscillator and emitting surface (speaker cone). Microphone receives noise, converts it to electric signals, which are amplified by means of amplifier and transmitted to oscillators which cause oscillations of emitting surface in opposite phase to noise waves. Interference of emitted waves and noise suppresses the latter. Emitting surface (speaker cone) is shaped as wave surface of input noise waves. Oscillators are located on external side of this surface, microphone is located on its inner side. Oscillators alter phase of oscillation by alternation of power supply polarity. Device may be used for suppressing noise which enter room through windows as well as for prevention of sound information transition from room through windows outside. EFFECT: uniform noise suppression in whole effective area. 1 dwg

Description

Аналогами данного устройства являются "Устройства для подавления шума", зарегистрированные под номерами 349011, 356819, 590807, 832578, 836655 и др. Суть работы этих устройств заключается в том, что звуковой сигнал шума, воспринятый микрофоном, преобразуется в электрический и, после обработки, подается на динамик, который излучает звуковые волны той же частоты, но с фазой противоположной падающим на микрофон волнам. The analogs of this device are “Noise Suppression Devices” registered under the numbers 349011, 356819, 590807, 832578, 836655 and others. The essence of the operation of these devices is that the sound signal of noise, received by the microphone, is converted into electrical signal and, after processing, fed to a speaker that emits sound waves of the same frequency, but with a phase opposite to the waves incident on the microphone.

По идее авторов, поскольку излучаемые динамиком звуковые волны противоположны по фазе звуковым волнам шума, то при одинаковой амплитуде тех и других, они должны гасить друг друга. Отличаются эти вышеупомянутые устройства лишь степенью сложности электронного оборудования, преобразующего звуковой сигнал в электрический, а затем снова в звуковой, но противоположный по фазе исходному. В качестве прототипа выбрано устройство, зарегистрированное под номером 356819. According to the authors, since the sound waves emitted by the speaker are opposite in phase to the sound waves of noise, then with the same amplitude of both, they should cancel each other out. These aforementioned devices differ only in the degree of complexity of the electronic equipment that converts the sound signal into electrical, and then again into sound, but opposite in phase to the original one. As a prototype of the selected device registered under the number 356819.

Хотя звуковые волны шума и волны, излучаемые устройством, совпадают по частоте и, следовательно, являются когерентными, но этого недостаточно для равномерного подавления шума во всей зоне подавления. Для равномерного подавления необходимо, чтобы звуковые волны шума и волны, излучаемые устройством были не только когерентны, но чтобы при этом совпадали по форме их поверхности волнового фронта и направления их распространения. В противном случае, когерентные волны, приходя в различные точки пространства, будут иметь разные фазы и, в зависимости от разности фаз, будут в одном месте гасить друг друга, а в другом усиливать. Форма волнового фронта, излучаемого устройством, зависит от формы излучающей поверхности. Although the sound waves of noise and the waves emitted by the device coincide in frequency and, therefore, are coherent, but this is not enough to evenly suppress noise in the entire suppression zone. For uniform suppression, it is necessary that the sound waves of noise and the waves emitted by the device are not only coherent, but that they also coincide in the shape of their surface of the wave front and the direction of their propagation. Otherwise, coherent waves, arriving at different points in space, will have different phases and, depending on the phase difference, will cancel each other in one place and amplify in another. The shape of the wavefront emitted by the device depends on the shape of the radiating surface.

Поскольку в аналогах не ставилась задача приблизить форму волнового фронта и направления распространения излучаемых звуковых волн форме волнового фронта шума, то задача равномерного подавления шума во всей зоне подавления не могла быть решена этим устройством. Since the analogs did not set the task of approximating the wavefront shape and the propagation direction of the emitted sound waves to the shape of the noise wavefront, the problem of uniform noise suppression in the entire suppression zone could not be solved by this device.

Задачей предлагаемого устройства является равномерное ослабление шума во всей зоне подавления с помощью когерентных волн, находящихся в противофазе волнам шума, имеющими то же направление и почти такую же форму волнового фронта. The objective of the proposed device is the uniform attenuation of noise in the entire suppression zone using coherent waves that are in antiphase to noise waves having the same direction and almost the same wavefront shape.

Схема устройства изображена на рисунке. Работа устройства. The device diagram is shown in the figure. The operation of the device.

Звуковая волна шума попадает в микрофон 1, расположенный с внутренней стороны (со стороны зоны подавления) излучающей поверхности 2, форма которой близка форме волнового фронта проходящего через нее шума, преобразуется в электрический сигнал и после усиления усилителем 3 подается на вибраторы {4} , находящиеся на наружной стороне поверхности 2 во избежание возможного различия формы излучаемого волнового фронта с формой излучающей поверхности и расположенные симметрично относительно центра поверхности. Они удалены от центра и от края поверхности на расстояние менее X/4, (X - наименьшая длина волны в материале излучающей поверхности в спектре шума, амплитуда которой не превышает половину максимальной). The sound wave of noise enters the microphone 1 located on the inside (from the suppression zone) of the emitting surface 2, the shape of which is close to the wavefront of the noise passing through it, is converted into an electrical signal and, after amplification by the amplifier 3, is fed to the vibrators {4} located on the outer side of the surface 2 in order to avoid possible differences in the shape of the emitted wave front with the shape of the radiating surface and located symmetrically relative to the center of the surface. They are removed from the center and from the edge of the surface to a distance less than X / 4, (X is the smallest wavelength in the material of the radiating surface in the noise spectrum, the amplitude of which does not exceed half the maximum).

Используемые вибраторы меняют фазу колебания на противоположную при изменении полярности питания. Так как скорость распространения звука в твердых телах значительно больше чем в воздухе, то колеблющаяся поверхность излучает звуковые волны в противофазе с приходящими волнами шума с близкой по форме им поверхностью волнового фронта. Used vibrators change the phase of the oscillation to the opposite when the polarity of the supply changes. Since the speed of sound propagation in solids is much greater than in air, the oscillating surface emits sound waves in antiphase with incoming noise waves with a wavefront surface similar in shape to them.

Поскольку звуковые волны, излучаемые поверхностью 2 когерентны волнам приходящего шума (и прошедших через поверхность), находятся в противофазе к ним, а формы их волновых фронтов приблизительно совпадают, то в случае их наложения (при одинаковых амплитудах) будет происходить их взаимное гашение (подавление). Since the sound waves emitted by surface 2 are coherent with the waves of incoming noise (and transmitted through the surface), are in antiphase to them, and the shapes of their wave fronts are approximately the same, then when they are superimposed (at the same amplitudes), they will mutually cancel out (suppression) .

Рассматриваемое устройство может быть использовано для подавления наружного шума, приникающего через наиболее слабозащищенные фрагменты коробки помещения. В этом случае поверхность фрагмента может служить излучающей поверхностью. Если же на вибратор подать переменное напряжение, то устройство может служить для предотвращения перехода звуковой информации из помещения наружу через поверхность фрагмента. The device in question can be used to suppress external noise coming through the most vulnerable parts of the room box. In this case, the fragment surface can serve as a radiating surface. If an alternating voltage is applied to the vibrator, the device can serve to prevent the transfer of sound information from the room out through the surface of the fragment.

Claims

A noise suppression device comprising a microphone, a diffuser for radiating waves in antiphase to noise waves and an amplifier connected to a microphone located on the inside of the diffuser, characterized in that it contains one or more vibrators located on the outside of the diffuser from the side of the incoming noise waves, the amplifier has an adjustable gain and is connected to the vibrators, and for uniform noise suppression in the entire suppression zone, the diffuser has a shape close to the shape of the wavefront of the waves incoming noise.